CATIA V5詳細(xì)教程--零件設(shè)計(1)

1、CATIA V5教程-零件設(shè)計（1）零件設(shè)計延伸了草圖設(shè)計的概念，通過草圖中所建立的二維輪廓，利用零件設(shè)計所提供的功能，建立三維實(shí)體模型，并對其進(jìn)行編輯修改，完成整個零件的設(shè)計。在使用零件設(shè)計之前，必須有草圖，這是零件設(shè)計的依據(jù)，即在草圖設(shè)計的基礎(chǔ)上，使用零件設(shè)計所提供的功能，使二維草圖延伸為三維實(shí)體。（1） 打開Catia，選擇Start>Mechanical Design>Part Design；或直接在工作臺上打開“Part Design”設(shè)計模塊；（2） 或打開Catia，選擇File>New，選擇文件類型為Part。在零件設(shè)計過程中，可能需要多次在草圖與零件設(shè)計之間

2、進(jìn)行轉(zhuǎn)換。繪制完草圖之后，再進(jìn)入零件設(shè)計功能來構(gòu)建實(shí)體。零件設(shè)計為用戶提供了各種從二維草圖延伸到三維實(shí)體的功能，例如旋轉(zhuǎn)、掃掠、拉伸等，讓平面圖形成為三維實(shí)體。也可以再成形的實(shí)體上進(jìn)行打孔、挖洞和倒角等工作，可以建立新的平面等。零件設(shè)計功能大致可以分為以下幾類：由二維草圖延伸到三維實(shí)體的功能，見Sketch-Based Features工具欄 在實(shí)體上進(jìn)行再加工的功能，見Dress-Up Features工具欄 在曲面上再加工的功能，見Surface-Based Features工具欄 實(shí)體變換，見Transformation Features工具欄 不同實(shí)體之間的布爾運(yùn)算，見Boolean

3、Operation工具欄 零件的標(biāo)注功能，見Annotations 工具欄 在空間建立點(diǎn)、線、面的功能，見Reference Element工具欄1.3 SketchBased Features工具欄“SketchBased Features”工具欄（如下圖所示）以二維草圖輪廓曲線為基礎(chǔ)，使用凸塊Pad、旋轉(zhuǎn)成形Shaft、肋Rib、加強(qiáng)筋Stiffener、Loft等功能，建立三維實(shí)體；又可使用減輕槽Pocket、旋轉(zhuǎn)溝槽Groove、挖槽Slot、鉆孔Hole、移除Loft曲面等功能，修改三維實(shí)體。1. 凸塊Pad凸塊功能即是把指定的草圖曲線（封閉）沿某一方向進(jìn)行拉伸的操作，它有三種方式凸

4、塊（Pad）、拔模與倒角的凸塊（Drafted Filleted Pad）和MultiPad。凸塊建立的方式有Dimension、Up to next、Up to Last、Up to Plane、Up to Surface等5中方式，出來Dimension不需要其它物體作為參考基準(zhǔn)之外，其它的幾種都需要有參考平面或?qū)嶓w表面。 點(diǎn)擊按鈕的黑倒三角，即可打開Pads工具欄。（1） 凸塊：Dimension方式I. 在Pads工具欄中點(diǎn)擊Definition對話框；II. 點(diǎn)擊要拉伸的封閉草圖曲線（或點(diǎn)擊Profile/Surface欄目中的Selection中的選項(xiàng)欄，再選擇要拉伸的草圖曲線。）

5、III. 在Type中選擇“Dimension”，在Length中輸入想拉伸的厚度、選擇是否反方向拉伸（Reverse Direction）及是否鏡像（MirroredExtent）。IV. 若單擊“More>>”按鈕，則出現(xiàn)如下圖所示的對話框。First Limit和Second Limit分別代表向上（LIM1）和向下（LIM2）拉伸的凸塊厚度，表示同時向上和向下拉伸的厚度值。也可以使用拖動的方式，拖動LIM1和LIM2的箭頭，即可改變拉伸的厚度。V. 點(diǎn)擊“OK確定”按鈕，彈出Pad完成拉伸操作。（2） 其它的拉伸方式A. 凸塊（Pad）：Up to next方式適用于另一平

6、面或?qū)嶓w已存在，想要將封閉曲線拉伸，并以平面或?qū)嶓w的表面作為邊界。其它的注意：封閉的曲線必須要與當(dāng)作邊界的平面或?qū)嶓w表面有前后的位置關(guān)系，如此才能拉伸。B. 凸塊：Up to last方式適用于二個以上的實(shí)體或平面存在時，想要將封閉輪廓拉伸到距離輪廓最遠(yuǎn)的平面或?qū)嶓w表面。C. 凸塊：Up to plane方式想要將封閉輪廓拉伸到已存在的平面或?qū)嶓w表面時，可以用此功能。D. 凸塊：Up to surface方式想要將封閉輪廓拉伸到已存在的曲面或?qū)嶓w時，可以選用此功能。注意：I. 二維草圖平面的輪廓線一定要封閉；II. 多個封閉的曲線的組合也可以拉伸成三維實(shí)體，但封閉曲線不能相交；III. 拉伸完

7、成后，如果想修改拉伸的圖形，則可直接在“樹形圖”上雙擊對應(yīng)的草圖對象，即可進(jìn)入草圖工作平面修改草圖，推出草圖，則實(shí)體自動進(jìn)行變化。若沒有改動，則可以在“Tools”工具條點(diǎn)擊“Update All”圖標(biāo)。（3） 有拔模角與倒圓角的凸塊（Drafted Filleted Pad）此功能模塊能使用戶在拔模的過程中，一并完成拔模斜角和倒圓角。操作步驟：I. 進(jìn)入草圖工作平面，II. 選擇要進(jìn)行拔模操作的草圖，然后點(diǎn)擊“有拔模角與倒圓角的凸塊Drafted FilletedPad”的按鈕；III. 彈出“Drafted Filleted Pad”對話框，在對話框中First Limit欄中的Lengt

8、h項(xiàng)填入拉伸高度值；IV. 單擊Second Limit欄中的Limit項(xiàng)，再選擇想作為拔模斜度的基準(zhǔn)面，(一般選擇草圖所在的平面)；再Draft欄中的Angle中填入拔模斜角；選擇“Neutral Element”為First Limit（代表拔模后的頂部面）或Second Limit（在草圖所在面的圖形，即是拔模的底面），Neutral Element即是拔模后不變的平面。V. 在Fillets項(xiàng)中填入倒圓角半徑，其中l(wèi)ateral radius代表圓弧軸與拔模方向一致的倒圓角半徑，F(xiàn)irst limit radius代表最頂面的倒圓半徑，SecondLimit Radius代表最低面的倒

9、圓角半徑。VI. 按預(yù)覽按鈕，即可看到所造實(shí)體的大概形狀，若符合要求，則單擊“OK”。2. 減輕槽Pocket此工具欄提供制作減輕腔（Pocket）和具有拔模斜角與倒圓角的減輕腔（Drafted FilletedPocket）。減輕腔的建立方式有Dimension、Up to next、Up to last、Up to plane、Up to Surface等五種，與上節(jié)中凸塊建立的功能相同。減輕槽的功能與凸塊相反。（1） 減輕腔Pocket減輕腔可以在實(shí)心物體上挖去槽、孔或其它形狀的材料。使用減輕腔時，先需要有一個已成形的坯料或?qū)嶓w，同時繪制好欲向下挖除的草圖輪廓。具體操作步驟如下：I.點(diǎn)擊

10、要挖除的輪廓，單擊，或點(diǎn)擊，再點(diǎn)擊要挖除的草圖輪廓，則彈出“Pocket Definition”對話框。II. 選擇下挖的類型Type，在Depth中填入下挖的深度；III. 其它的操作可以參照“凸塊Pad”的操作；IV. 單擊“OK”。減輕腔功能的注意事項(xiàng)：I. 當(dāng)減輕腔下挖完成之后，如果想更改所挖下的圖像，只需樹形圖上選取它的草圖輪廓，雙擊鼠標(biāo)左鍵MB1，進(jìn)入草圖工作平面對草圖進(jìn)行修改，修改完成后推出草圖，同時減輕腔也相應(yīng)改變。如發(fā)現(xiàn)減輕槽沒有更改，則，可以在“Tools”工具欄中單擊“更新Update All”按鈕。II. 多個封閉曲線的組合亦可進(jìn)行減輕腔的操作，但封閉曲線之間不能相交。

11、（2） 具有拔模和倒圓角的減輕腔（Drafted Filleted Pocket）具有在挖腔的過程中同時完成拔模和倒圓角的功能，不需要額外的操作。具體操作步驟如下：I.選擇所挖槽的草圖輪廓，再點(diǎn)擊廓；II. 在First Limit欄中的Depth中輸入所挖腔的深度；III. 點(diǎn)擊Second Limit欄中Limit項(xiàng)的文本框，選擇作為拔模斜度的基準(zhǔn)面（一般選擇輪廓線所在的平面）。IV. 在Draft欄中的Angle文本框中填入拔模斜角的角度。V. 在Neutral Element選中選擇拔模后大小不變的平面。選擇First Limit單選按鈕表示底面（即LIM1）的輪廓大小不變，即LIM2

12、輪廓大于LIM1的輪廓；Second Limit單選按鈕表示頂面輪廓的大小不變，即LIM1的輪廓小于LIM2的輪廓。，或點(diǎn)擊，再選擇所要挖腔的草圖輪3. 旋轉(zhuǎn)成形Shaft利用旋轉(zhuǎn)成形功能可以讓二維草圖平面上的封閉輪廓相對軸線旋轉(zhuǎn)，形成三維實(shí)體模型。操作步驟如下：I. 使用草圖中的“軸功能”按鈕，建立其一條軸線，然后建立封閉的草圖輪廓，退出草圖；II. 單擊按鈕框；III. 在對話框中填入旋轉(zhuǎn)的First Angle和Second angle，確定旋轉(zhuǎn)的起始和終止角度。IV. 選擇要旋轉(zhuǎn)的草圖輪廓線；V. 單擊對話框中的“OK”即可完成旋轉(zhuǎn)成形的操作。 ，彈出旋轉(zhuǎn)成形的對話旋轉(zhuǎn)成形應(yīng)注意的幾個

13、事項(xiàng)：一般情況下，所繪制的二維輪廓曲線必須是封閉的曲線，否則會出現(xiàn)“The selected sketch has to be closed or to be closed on the axis。”但如果欲旋轉(zhuǎn)的曲線在一實(shí)體表面，雖然其不封閉，但輪廓缺口的延伸如果可以和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成封閉，則可以成形。但這種狀態(tài)往往繪出現(xiàn)問題，一般不提倡這種方式，建議旋轉(zhuǎn)曲線為封閉。旋轉(zhuǎn)軸與輪廓線不可有相交，否則會出現(xiàn)“Topological Operators： Impossible relimitaion on the main part change the specifications”旋轉(zhuǎn)的圖形可以多個不

14、相交的封閉輪廓線組成。4. 旋轉(zhuǎn)溝槽Groove利用旋轉(zhuǎn)的方式，挖除實(shí)心零件上不必要的部分，可以說是與旋轉(zhuǎn)成形有相反的功能。操作步驟如下：I. 先必須在草圖中繪制出旋轉(zhuǎn)軸與輪廓（不一定要封閉，但必須出實(shí)體；轉(zhuǎn)軸也可以在Part Design下利用“直線”的方式繪制，使用完畢后可以“隱藏”）；II. 點(diǎn)擊要旋轉(zhuǎn)的輪廓曲線；III. 單擊，出現(xiàn)Groove對話框，鍵入旋轉(zhuǎn)的起始、終止角度值；可以單獨(dú)選擇“轉(zhuǎn)軸Axis”，不一定非要在草圖中繪制轉(zhuǎn)軸線。IV. 利用“Preview預(yù)覽”按鈕看溝槽的結(jié)果，可以用“Reverse Side”反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)方向。5. 鉆孔Hole可以在實(shí)體上鉆各種孔，可以是直孔

15、、錐孔、沉頭孔等，盲孔的底部可以是平flat或V型。在選擇向下鉆孔的面，如果為面為圓形，則孔的中心自動對齊圓心，不受鼠標(biāo)點(diǎn)擊的位置影響。6. 掃描成型Rib將二維輪廓曲線沿著一條中心線掃掠成三維實(shí)體的實(shí)體操作方式稱之為肋Rib操作。輪廓曲線和中心線可以封閉，也可以不封閉，同時，在操作的過程的某些情況下可以設(shè)置輪廓曲線在掃描中的法矢（Normal）方向。具體關(guān)系如下：建立肋操作的操作步驟如下：7. 挖槽Slot使輪廓線沿中心掃描，形成一個槽，它與肋的成形方式相反。8. 加強(qiáng)筋Stiffener利用加強(qiáng)筋的中心線，在實(shí)體上建立加強(qiáng)筋（即是作增加強(qiáng)度的肋）。9. 層疊成型Loft利用一個以上不同的輪

16、廓，以漸變的方式產(chǎn)生實(shí)體，并可以使用引導(dǎo)線（Guides）來引導(dǎo)實(shí)體的生成。層疊成形（Loft）的操作步驟如下：（1） 生成“層疊成形Loft”所需要的截面輪廓線（在草圖中生成）；（2） 單擊Loft按鈕，彈出“Loft Definition”對話框，再按照截面輪廓的順序單擊選擇輪廓，填入到對跨框中的Section欄中。（3） 單擊“預(yù)覽”，即可預(yù)覽新生成的實(shí)體。（4） 指定引導(dǎo)線Guides，可以使實(shí)體的一邊在引導(dǎo)線的引導(dǎo)下生成；（5） Spine（脊線）可以用來引導(dǎo)實(shí)體的伸展方向，使用的引導(dǎo)線不同，最后的實(shí)體外形也不同。如果選擇上此項(xiàng)中的“Computed Spine”，則系統(tǒng)會自動以連接

17、圖形的頂點(diǎn)（Vertices）來計算Spine。Coupling選項(xiàng)下的Sections Coupling下拉列表中有4個不同的選型，分別是Ratio、Tangency、Tangency then curvature和Vertices，表示4中不同的圖形連接方式（見下圖所示） Ratio：以圖形的比例方式連接，脊兩輪廓間沿著Closing Point的方向等分，再將等分的線段依序連接，同常用在不同幾何圖形的相接上，如圓與四邊形的相接。 Tangency方式：以輪廓上的斜率不連續(xù)點(diǎn)作為耦合點(diǎn)，因此若兩圖形的斜率不連續(xù)、點(diǎn)數(shù)目不同，就無法使用此方式。 Tangency then curvature

18、方式：以輪廓上的曲率不連續(xù)點(diǎn)作為耦合點(diǎn)，因此若兩圖形的曲率不連續(xù)、點(diǎn)數(shù)目不同，就無法使用此方式。 Vertices方式：以連接頂點(diǎn)來耦合圖形，因此若兩圖形的定點(diǎn)數(shù)目不同，就無法使用此方式。以Ratio方式進(jìn)行時，需檢查Closing Point方向，鼠標(biāo)單擊Closing Point，則可以改變Closing Point的方向。若Closing Point的方向相同，則需要更改Closing Point的位置，右擊Closing Point，選擇Edit Closing Point命令，編輯Closing Point位置；若仍然無法產(chǎn)生正確圖形，右擊Closing Point，選擇Remove

19、命令，將Closing Point移除；然后在輪廓上右擊選擇“Create Closing Point”，可以重新設(shè)置Closing Point的位置，將上下兩輪廓的Closing Poing對齊，預(yù)覽結(jié)果。Closing Poing的起點(diǎn)為在草圖工作平面上的第一點(diǎn)位置，對于圓等無頂點(diǎn)的圖形，則位置較無規(guī)則。10. 移除層疊成形（Removed Loft）移除層疊成形（Removed Loft）的功能時可以在實(shí)體零件上掃除兩個以上輪廓所連接的空間，是一種與Loft相反的功能。操作步驟：在實(shí)體上繪出想要掃除的輪廓；點(diǎn)擊移除層疊成形（Removed Loft）按鈕填入框中的Section欄；，再單

20、擊欲掃除柱體不同平面的輪廓，其它欄目的項(xiàng)目與層疊成形（Loft）的選項(xiàng)一致。1.4 DressUp Features工具欄裝飾特征（DressUp Features）可以在完成簡單實(shí)體的基礎(chǔ)上，不改變整個零件的基本輪廓下進(jìn)行修飾操作，此類修飾包括圓角（Fillet）、倒角（Chamfer）、拔模角（Draft Angle）、薄殼（Shell）、厚度（Thickness）和攻螺紋（Thread/Tap）等6類功能。1. 圓角Fillet使用此功能可以進(jìn)行各種圓角的生成操作，右基本邊線圓角（Edge Fillet）、變半徑圓角（Variable Radius fillet）、面與面的倒圓角（Fac

21、eFace Fillet）和Tritangent Fillet等方式。其工具條如下所示：（1） 邊線圓角Edge Fillet 邊線圓角操作步驟： 的功能可以在實(shí)體的邊線進(jìn)行倒圓角的操作。I.點(diǎn)擊邊線圓角按鈕，進(jìn)入“EdgeFillet Definition”，選擇需要倒圓的邊，或選擇需要倒圓的面（系統(tǒng)自動尋找與面相關(guān)的邊線）；II. 在Radius欄中填入圓角半徑值，注意不可超過厚度；III. 選擇圓角延伸方式（Propagation）：Tangency和Minimal。Tangency方式可以將所有與選擇邊線相切的邊線倒圓角；Minimal只會沿最近的邊線倒圓角；IV. 在Tangency

22、方式下，選擇“Trim ribbons”則系統(tǒng)自動將兩重疊的圓角消去。（2） 變半徑圓角（Variable Radius fillet）與邊線圓角的功能基本相同，但可以使圓角的半徑在一條邊線上進(jìn)行變化。選擇圓角對象時只能選擇邊，不能選擇面。操作步驟：I. 一般步驟與上“邊線圓角”相同，直接在Radius中輸入倒角半徑，則會導(dǎo)出兩端等半徑的圓角，這與邊線圓角相同。II. 若需要兩端半徑不同，則可以用鼠標(biāo)左鍵雙擊邊線兩端的圓角標(biāo)識（橙色圓點(diǎn)），則彈出“ParameterDefinition”對話框，在對話框中填入所需的半徑值即可。III. 若需要再增加圓角半徑變化的數(shù)目，則在“Variable E

23、dge Fillet”對話框中點(diǎn)擊Points項(xiàng)，再在欲增加的控制點(diǎn)的邊線位置上單擊一點(diǎn)，然后雙擊此點(diǎn)，彈出“Parameter Definition”對話框，在框中填入此位置的半徑值即可。IV. 對話框中的Variation項(xiàng)中可以選擇圓角半徑過渡的方式：Cubic和Linear方式。（3） 面與面的倒圓角（FaceFace Fillet）在兩個面之間作倒圓角操作。點(diǎn)擊“面與面間倒圓角”按鈕即可。注意：圓角的半徑不能超過曲面的高度，且不能小于兩面最短距離的一半。，選擇兩個之間需要倒圓的面，填入倒圓半徑（4） Tritangent Fillet此功能可以將零件的某一面用倒圓角的方式改變成一個圓

24、曲面。I. 點(diǎn)擊Tritangent Fillet按鈕II. 在對話框中點(diǎn)擊選擇與想通過圓角的方式變成圓曲面相連接的兩面；III. 選擇想變成圓曲面的平面，填入“Face to Remove”欄。IV. 點(diǎn)擊“OK”，完成操作。2. 倒角Chamfer利用“倒角Chamfer”功能可以將尖銳的直角邊磨成光滑的斜角邊線。選擇步驟：（1） 點(diǎn)擊倒角按鈕，彈出對話框（Chamfer Definition）；（2） 單擊想倒角的平面或邊線填入對話框中的“Object（s）to Chamfer”欄；（3） 單擊平面時，整個平面的邊線都會被倒角；（4） 選擇倒角的模式。在對話框中中“Mode”欄中選擇倒角

25、方式，Length/Angle選項(xiàng)需指定倒角邊長與倒角的角度；Length1/Length2選項(xiàng)要求分別選擇邊線兩側(cè)去除材料的距離。欲改變倒角的方向可以單擊圖中的箭頭。3. 拔模斜角Draft Angle拔模斜角（Draft Angle）可以在實(shí)體上實(shí)現(xiàn)放置各種拔模斜特征（Drafts），包括拔模角（Draft Angle）、拔模反射線（Draft reflect line）與變化拔模（Variable Draft）等3種方式。 單擊按鈕右圖示）。 下的黑色三角形，即可得到Drafts的工具欄（見（1） 拔模角Draft Angle利用拔模角（Draft Angle）提供的功能，可以把零件中需

26、要拔模的部分向上或向下生成拔模斜角。此功能非常易于操作和實(shí)現(xiàn)，具體操作步驟如下：I.設(shè)計出一個需要拔模的實(shí)體模型；II. 點(diǎn)擊拔模角按鈕按鈕；III. 在“Angle”欄中填入拔模斜角的度數(shù)。IV. 選擇需要拔模的面，填入“Face（s）to Draft”中。V. 單擊拔模的基準(zhǔn)面（即拔模后不改變大小的平面）填入“Neutral Element”的“Select”欄中。VI. 單擊“OK”，即可以得到具有拔模角的零件。對于拔模角還有一項(xiàng)特殊功能，用在決定拔模的基準(zhǔn)面，其操作如下：I.設(shè)計一個零件，要拔模的面與一平面處相交位置（如下圖所示）；，彈出如下所示的對話框，在“Draft Type”中選

27、擇“Constant”II. 進(jìn)入“拔模角對話框”，選擇側(cè)面為“Face（s） to Draft”，選擇平面為“NeutralElement”的“Selection”，再填入拔模角度Angle，確定后得到具有拔模斜度的零件，但注意：拔模后作為Neutral Element的平面所在的截面大小不變。 III. 進(jìn)入“拔模角對話框”，點(diǎn)擊“more>>”，得到如下對話框，按上面的選擇后，在“Parting Element（部分拔模）”項(xiàng)中選擇“Define parting element”，單擊“Selection”，選擇拔模的底面（即此面以下不拔模），選擇平面作為拔模的底面，單擊“O

28、K”，可以得到平面以上拔模，而以下的不變。（注意：保證Neutral Element與底面一致。）IV. 若在“Parting Element”項(xiàng)中選“PartingNeutral”及“Draft both sides”，則產(chǎn)生在拔?；鶞?zhǔn)面上下的反方向拔模的零件（即以拔?；鶞?zhǔn)面作為鏡像）。（2） 拔模反射線Draft Reflect Line拔模反射線（Draft Reflect Line）可以將零件中的曲面按某條反射線為基準(zhǔn)線（neutral line）來進(jìn)行拔模。I. 設(shè)計一個有曲面的零件II. 單擊“拔模反射線”按鈕III. 選擇要拔模的曲面填入“Face（s）to Draft”中。IV. 填入拔模角（即與Pulling Direction的夾角），注意：PullingDirection（圖中箭頭的方向），且拔模角與曲面相切才能完成曲面的部分拔模。V. 單擊“OK”?！鞍文７瓷渚€”還有另一項(xiàng)功能，可以在圓柱曲側(cè)面上進(jìn)行拔模。；如果圓柱與其它實(shí)體相交，則可以直接操作；如果圓柱與實(shí)體不相連，可以在“More>>”中Pa